Фолдинг и факторы фолдинга

Четвертичная структура

Третичная структура

Под ней понимают конформацию белковой молекулы, т.е укладку в пространстве α- спиральных, β- структурных и бесструктурных участков пептидной цепи.

Третичная структура образуется и удерживается за счет связей, образованных между радикалами аминокислот.

Характер связей зависит от природы радикалов.

Виды связей между радикалами:

1. Ковалентная –дисульфидная между остатками цистеина

2. Нековалентная (слабые)

- ионные-между разноименнозаряженными радикалами:

- водородные - (между заряженными и незаряженными радикалами);

- гидрофобные и Ван-дер-Ваальсовы взаимодействия между гидрофобными радикалами (или неполярными).

Большое количество межрадикальных связей приводит к образованию устойчивой конфигурации – т.е. третичной структуры белка. В итоге образуется глобулярная частица, где одни радикалы находятся на поверхности, а другие внутри нее.

Формирование третичной структуры играет большую роль в приобретении белком функциональной активности.

Именно на этом уровне в белке появляются активные центры – это группы радикалов, способных взаимодействовать с определенными лигандами.

Часто эти группы радикалов сближаются только в процессе фолдинга.

Третичная структура обладает определенной подвижностью. На конформации глобулы могут сказываться следующие факторы:

1. Тепловые колебания или отклонения (флюктуации);

2. Вещества регуляторы;

3. Химическая модификация белка

4. Выполнение белком его функции;

Изменение конформации белков необходимо для изменения их биологической активности для регуляции в клетке различных процессов.

Четвертичная структура характерна для белков состоящих из нескольких субъединиц, (гемоглобин- состоящий из 4-х молекул).

Субъединицы связываются за счет радикалов, находящихся на поверхности. Поэтому формирование четвертичной структуры происходит только после образования третичной.

Т.о. первичная структура белка полностью определяет вторичную и третичную структуру (вся информация заключена в последовательности аминокислот в пептидной цепи).

Факторы фолдинга можно разделить на 2 группы:

1 группа – белки с каталитической активностью, т.е. ферменты фолдинга-

фолдазы.

2-группа – молекулярные шапероны- это белки с различными механизмами действия, но они не входят в состав конечных продуктов фолдинга (они способствуют процессу фолдинга и предупреждают неправильные взаимодействия в пептидной цепи) – вспомогательные белки.

Шапероны должны также контролировать рефолдинг.

Белки под действием разных причин (перегрев, облучение, действия оксидантов) могут терять свою нативную конформацию, т.е. частично или полностью денатурировать.

Такие белки могут подвергаться рефолдингу или ренатурации, при активной помощи шаперонов. Синтез шаперонов возрастает, если клетка долго находится в стрессовых условиях.

Шапероны могут участвовать в некоторых видах внутриклеточного транспорта белков (в лизосомы) (в митохондрии).

В лизосомы попадают белки, отслужившие свой срок и не поддающихся рефолдингу. В митохондрии переносятся новосинтезированные белки.

Фолдинг происходит при участии фолдаз и шаперонов и должен формировать пептидную цепь наиболее оптимальную в энергетическом и функциональном отношении.

Но существуют тяжелые неврологические болезни, причиной которых является неправильный фолдинг.

В мозге есть прионовые белки правильной конформации, но при некоторых заболеваниях его конформация меняется и этот белок называется – прион - белковая инфекционная частица. Прионы заставляют менять конформацию и другие белки, т.т. они выполняют роль антишаперонов и проводят фолдинг наоборот.

В результате развивается болезнь, приводящая к гибели человека или животного через несколько лет.

1. Это губчатая энцефалопатия или коровье бешество. Употребление мяса таких коров вызывает заболевание Крейнцфельда – Якоба.

2. В Новой Гвинее есть заболевания – Куру – при которой у человека на лице появляются гримасы (это результат каннибализма) передача заболевания.

Причины появления прионов:

1. ошибка фолдинга;

2. мутации, приводящие к неправильному сворачиванию белков;

3. употребление в пищу тканей животного, где содержаться прионы, поэтому они называются инфекционными частицами.

Дата добавления: 2015-06-04